鲁科版高中化学选择性必修1第八周 化学反应条件的优化——工业合成氨 微项目 周测卷(含解析)

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鲁科版高中化学选择性必修1第八周 化学反应条件的优化——工业合成氨 微项目 周测卷(含解析)

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第八周周测
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.(9-10高一下·黑龙江·期末)已知C+CO2 2CO的正反应是吸热反应,反应速率为v1;N2+3H2 2NH3的正反应是放热反应,反应速率为v2。对于上述反应,当温度升高时,v1和v2的变化情况为
A.都增大 B.都减小
C.v1增大,v2减小 D.v1减小,v2增大
2.(20-21高二上·云南楚雄·阶段练习)对已达平衡的下列反应:3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g),若增大压强,则所产生的影响正确的是
A.正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
B.正、逆反应速率都增大,平衡不发生移动
C.正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
D.正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动
3.(22-23高二上·山东潍坊·期中)已知反应。下列说法错误的是
A.其他条件不变,压缩体积,正逆反应速率增大
B.C(s)的质量不再改变说明反应已达平衡状态
C.其他条件不变,升高温度,平衡正向移动,平衡常数不变
D.一定条件下,1mol C(s)和1mol (g)反应达到平衡时转化率为10% ,吸收的热量为;相同条件下,1mol (g)和1mol CO(g)反应达到平衡时转化率为10%,放出的热量为,则等于
4.(2021·山东淄博·三模)甲醇与SO3在有水条件下生成硫酸氢甲酯的反应部分历程如图所示。CH3OH(g)+SO3(g)CH3OSO3H(g),其中粒子间的静电作用力用“…”表示。下列说法错误的是
A.水合CH3OH分子比水合SO3分子更稳定
B.反应历程中最大能垒(活化能)为6.62eV
C.d到f转化的实质为质子转移
D.在反应过程中,水起催化作用
5.(2022·山东淄博·一模)研究与自由基原子(用表示)的反应有助于保护臭氧层。已知:反应有4条反应路径(表示过渡态,表示中间物)如图所示。(基元反应指反应中一步直接转化为产物),下列说法错误的是
A.路径①的ΔH>0 B.路径②是基元反应
C.路径③的速率最快 D.路径④的逆反应的活化能最大
6.(18-19高二上·天津静海·期中)在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应: ,时刻达到平衡后,在时刻改变某一条件,其反应过程(Ⅰ、Ⅱ)如图所示。下列说法中不正确的是
A.时刻改变的条件可能是向密闭容器中加A物质
B.Ⅰ、Ⅱ两过程分别达到平衡时,A的体积分数Ⅰ=Ⅱ
C.时,v(正)(逆)
D.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数Ⅰ=Ⅱ
7.(21-22高二上·四川成都·期中)下列图示与对应的叙述相符的是
图甲 图乙 图丙 图丁
A.由图甲表示的反应速率随温度变化的关系可知该反应的ΔH>0
B.图乙表示等量NO2在容积相同的恒容密闭容器中,不同温度下分别发生反应:2NO2(g) N2O4(g),相同时间后测得NO2含量的曲线,则该反应的△H<0
C.图丙表示该反应为放热反应,且催化剂能改变反应的焓变
D.绝热恒容密闭容器中发生反应: SO2(g) + NO2(g) SO3(g) + NO(g),其正反应速率随时间变化如图丁所示,则c点一定是平衡点
8.(23-24高二上·山东潍坊·阶段练习)温度为TK时,向VL的密闭容器中充入一定量的A(g)和B(g),发生反应 ,容器中A、B、D的物质的量浓度随时间的变化如图所示,下列说法不正确的是

A.反应在前10min内的平均反应速率
B.该反应的平衡常数表达式
C.若平衡时保持温度不变,压缩容器容积平衡向逆反应方向移动
D.反应至15min时,改变的反应条件是降低温度
9.(11-12高二上·山西吕梁·阶段练习)一定条件下,在密闭容器中进行如下反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH=-746.4kJ mol-1。平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取措施最合理的是
A.加催化剂同时升高温度
B.加催化剂同时增大压强
C.升高温度同时充入N2
D.降低温度同时增大压强
10.(23-24高二上·山东青岛·阶段练习)体积恒定的密闭容器中加入和各,发生反应: ,反应分别在不同的温度和催化剂下进行,保持其他初始实验条件不变,经测得气体转化率如图所示,温度下两曲线相交,下列说法正确的是
A.在A点时,反应恰好达到平衡
B.相同条件下,催化剂2比催化剂1的效率高
C.C点时,两种催化剂下反应速率相同,该化学反应速率为
D.温度为时,该反应平衡常数
二、多选题
11.(19-20高二·全国·课后作业)反应N2(g)+O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行,下列措施能使该反应的反应速率加快的是( )
A.缩小体积使压强增大
B.压强不变充入He使体积增大
C.体积不变充入He使压强增大
D.体积不变充入NO使压强增大
12.(2023高一·全国·专题练习)漂白粉在溶液中存在平衡:﹐下列措施能增强漂白能力的是
A.加稀释 B.加入适量盐酸 C.通入 D.加少量
13.(21-22高三上·河北石家庄·阶段练习)聚碳硅烷是新技术材料高分子中最重要的化合物,目前用来制备碳硅烷最广泛的方法是硅氢化法,下列表示催化某反应的一.种反应,反应历程如图1,能量变化过程如图2。
下列说法正确的是
A.上述硅氢化过程为放热反应
B.物质(1)可改变反应速率
C.由于反应经历两个中间产物可减少反应的热效应
D.物质(2)生成物质(3)的过程中发生了取代反应
14.(23-24高二上·山东聊城·期中)亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液中发生以下反应:。该反应的过程和机理较复杂,一般认为发生以下①~④反应:
①(反应速率慢);②(反应速率快)
③(反应速率快);④(反应速率快)
下列说法不正确的是
A.反应①的活化能大于反应④
B.该反应总的反应速率由反应③决定
C.若预先加入淀粉溶液,消耗完全时,才会有使淀粉变蓝的现象产生
D.若反应中有5mol电子转移,则生成
三、填空题
15.(20-21高一下·山东聊城·期末)我国提出争取在2060年实现碳中和,这对于改善环境,实现绿色发展至关重要。碳中和是指CO2的排放总量和减少总量相当。
(1)科学家们经过探索实践,建立了如图所示的CO2新循环体系:
根据上图分析,下列相关说法错误的是
A.化学变化中质量和能量都是守恒的
B.CO2和H2生成甲烷的反应中原子利用率为100%
C.将CO2还原为甲醇能有效促进“碳中和”
D.无机物和有机物可以相互转化
(2)在容积为2L的恒温密闭容器中,充入lmolCO2和3molH2,一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间的变化情况如下表。
时间 0min 3min 6min 9min 12min
n(CH3OH)/mol 0 0.50 0.65 0.75 0.75
n(CO2)/mol 1 0.50 0.35 a 0.25
①下列说法正确的是 。
a.反应达到平衡后,反应不再进行
b.使用催化剂是可以增大反应速率,提高生产效率
c.改变条件,CO2可以100%地转化为CH3OH
d.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
②a= ;3~6min内,v(CO2)= 。
③12min末时,混合气体中CH3OH的物质的量分数为 。
④第3min时v正(CH3OH) (填“>”、“<”或“=”)第9min时v逆(CH3OH)
16.(22-23高二上·山东青岛·期中)含铂、铑等活性成分的催化剂能促使、发生如下反应:,将汽车尾气中的、转化为无毒气体。回答下列问题:
(1)为了测定在催化剂作用下的反应速率,在某温度下,用二氧化碳传感器测得不同时间的浓度如表:
时间/ 0 30 60 90 120 150
0
前2min内的平均反应速率 。0~30s和30~60s时间段内反应速率变化的主要原因是 。
(2)为了分别验证不同条件对化学反应速率的影响,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表格中。
实验编号 T/℃ 催化剂类型
Ⅰ 320 铂铑
Ⅱ 稀土
Ⅲ 260 铂铑
①实验Ⅰ、Ⅲ的目的是 ,故 。
②对比实验Ⅱ、Ⅲ,改变的条件是 ,故 , 。
四、计算题
17.(2021高三·山东·专题练习)CO2在Cu-ZnO催化下,同时发生如下反应I,II,是解决温室效应和能源短缺的重要手段。
Ⅰ、CO2(g)+3H2(g) CH3OH (g)+H2O(g) H1<0
Ⅱ、CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H2>0
保持温度T时,在容积不变的密闭容器中,充入一定量的CO2及H2,起始及达平衡时,容器内各气体物质的量及总压强如表:
CO2 H2 CH3OH(g) CO H2O(g) 总压强/kPa
起始/mol 0.5 0.9 0 0 0 P0
平衡/mol n 0.3 p
若反应I、II均达平衡时,p0=1.4p,则表中n= ;反应I的平衡常数Kp= (kPa)-2。(用含p的式子表示)
五、解答题
18.(20-21高二上·福建漳州·期中)实验一:已知,甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间,研究外界条件对化学反应速率的影响。
设计如下(所取溶液体积均为10mL)。
实验编号 实验温度/℃
① 25 0.1 0.1
② 25 0.2 0.1
③ 25 0.1 0.2
④ 50 0.2 0.1
⑤ 50 0.1 0.1
(1)其他条件不变时,探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验 (填实验编号);若同时选择实验①、实验②、实验③,测定混合液变浑浊的时间,可探究 对化学反应速率的影响。
实验二:已知,乙同学通过室温下溶液颜色褪至无色所需时间,研究外界条件对化学反应速率的影响(实验内容及记录如下表)。
实验编号 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6mol/LH2C2O4溶液 H2O 3mol/L稀硫酸 0.05mol/LKMnO4溶液
1 3.0 2.0 2.0 3.0 1.5
2 2.0 3.0 2.0 2.7
3 1.0 2.0 3.0 3.9
(2)表中 , 。
(3)利用实验1中数据计算,若用KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率为: 。
(4)在开始一段时间内,反应速率较小,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显增大。针对上述现象,某同学认为该反应放热,导致溶液温度上升,反应速率增大。从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是 的影响。
(5)若用实验证明你的猜想,除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外,可以在反应一开始时加入_____(填字母)。
A.硫酸钾 B.硫酸锰 C.氯化锰 D.水
19.(22-23高二上·山东济南·阶段练习)Ⅰ.某温度时,在一个容积为2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。已知:达平衡后,若其他条件不变将容器体积缩小至原来一半,其气体平均摩尔质量不变。
(1)该反应的化学方程式可表示为 ;
(2)下列条件的改变能减慢其反应速率的是 (填序号)。
①降低温度 ②增加X的物质的量
③保持压强不变,充入He使容器的体积增大 ④保持容积不变,充入He使体系压强增大
Ⅱ.碳中和作为一种新型环保形式可推动全社会绿色发展。复合催化是工业合成甲醇(,沸点64.7℃)的重要反应。在2L密闭容器中,充入10mol 和40mol ,在催化剂、200℃的条件下发生反应。部分反应物和产物随时间变化如图所示:
(3)反应开始至2min末,以的浓度变化表示该反应的平均速率 。
(4)下列情况不能说明该反应达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
A.单位时间内消耗1mol ,同时生成1mol
B.的物质的量保持不变
C.密闭容器中不发生变化时
D.密闭容器内气体压强不发生变化时
Ⅲ.某校化学兴趣小组对、进行了深入的研究。
(5)该兴趣小组同学对反应进行了研究,保持其他条件不变,改变CO的物质的量,平衡时的体积分数变化情况如图所示。平衡时的体积分数a、b、c三点转化率由小到大的顺序为 ;b点时的投料 。
(6)向恒容密闭容器中通入一定量,发生反应,达到平衡后,降低温度,混合气体颜色变浅。
①若需要测定的相对分子质量,为了测定更准确,则需要的外界条件为 。
②该反应达到平衡时,向恒容密闭容器中通入一定量,则再次达到平衡时,的物质的量分数将 (填“升高”“不变”“降低”)。
第八周周测
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B C A B A B C B D
题号 11 12 13 14
答案 AD BC AB BC
1.A
【详解】温度升高,反应速率增大,与热效应无关,故A正确;
故选A。
2.B
【详解】该反应为气体体积不变的可逆反应,增大压强,各物质浓度均增大,且增大的程度一样,所以正逆反应速率都加快,加快的程度也一样,平衡不移动,答案选B。
3.C
【详解】A.其他条件不变,压缩体积,浓度增大,正逆反应速率增大,A正确;
B.C(s)的质量不再改变说明单位时间内的消耗量等于生成量,反应已达平衡状态,B正确;
C.其他条件不变,升高温度,平衡正向移动,平衡常数变大,C错误;
D.一定条件下,1mol C(s)和1mol (g)反应达到平衡时转化率为10% ,吸收的热量为=;相同条件下,1mol (g)和1mol CO(g)反应达到平衡时转化率为10%,放出的热量为=,则等于,D正确;
故选D。
4.A
【详解】A.据图可知d为水合CH3OH分子,c为水合SO3分子,c的能量更低,所以水合SO3分子更稳定,A错误;
B.据图可知反应历程中最大能垒(活化能)为3.66eV-(-2.96eV)=6.62eV,B正确;
C.据图可知d到f的过程中甲醇中的氢原子转移到水分子中,水分子中的氢原子转移到CH3OSO3H分子中,实质为质子转移,C正确;
D.反应前后水未发生变化,形成的水合分子降低了能垒,为该反应的催化剂,D正确;
综上所述答案为A。
5.B
【详解】A.据图可知路径①的反应物的总能量低于生成物的总能量,为吸热反应,ΔH>0,A正确;
B.路径②所示反应中有中间产物生成,没有一步直接转化为产物,不是基元反应,B错误;
C.据图可知路径③的能垒最小,反应速率最快,C正确;
D.据图可知路径④中过渡态与生成物的能量差值最大,逆反应的活化能最大,D正确;
综上所述答案为B。
6.A
【详解】A.向密闭容器中加A,正反应速率瞬间增大,逆反应速率瞬间不可能增大,不符合图象,故A错误;
B.t2时刻改变条件后达到平衡时,逆反应速率不变,说明和原平衡等效,A的体积分数Ⅰ=Ⅱ,故B正确;
C.由图象分析可以知道,t0~t,反应正向进行,v(正)>v(逆),故C正确;
D.t2时刻改变条件后达到平衡逆反应速率不变,说明和原平衡等效,所以Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数I=Ⅱ,故D正确;
故答案选A。
7.B
【详解】A.由图可知,升温该反应的逆反应速率增大比正反应速率增大快,说明升温平衡逆向移动,则ΔH<0,故A错误;
B.反应平衡后升高温度NO2的含量增大,说明升温反应的平衡逆向移动,该反应的ΔH<0,故B正确;
C.催化剂能降低反应的活化能,但不影响焓变,故C错误;
D.该反应反应前后气体的物质的量不变,容器体积不变,故体系压强恒定,绝热恒容密闭容器,体系温度随反应进行变化,随反应进行反应物的浓度降低,由图可知,c点以前正反应速率增大,说明正反应为放热反应,c点以后正反应速率降低,应是浓度影响比温度影响更大,c点反应未达到平衡状态,故D错误;
故答案选B。
8.C
【详解】A.由图可知,10min时该反应达到平衡,平衡时D的浓度变化量为3.0mol/L,故,A正确;
B.由题图可知,平衡时A、D的浓度变化量分别为1.5mol/L、3.0mol/L,1∶x=1.5mol/L∶3.0mol/L,得x=2,C为固体,则的平衡常数表达式为,B正确;
C.该反应前后气体分子数不变,若平衡时保持温度不变,压缩容器容积,增大压强,平衡不移动,C错误;
D.由题图可知,改变条件的瞬间,反应混合物中个物质的浓度不变,平衡向逆反应方向移动,该反应的正反应为吸热反应,故改变的反应条件是降低温度,D正确;
故选C。
9.B
【详解】A.加催化剂同时升高温度,反应速率加快,但是催化剂不改变平衡状态,且升高温度平衡逆向移动,NO的转化率减小,故A不符合题意;
B.催化剂不改变平衡状态,增大压强,平衡正向移动,NO的转化率增大,且反应速率加快,故B符合题意;
C.升高温度平衡逆向移动,NO的转化率减小,充入N2平衡逆向移动,NO的转化率减小,故C不符合题意;
D.降低温度同时增大压强,平衡正向移动,NO的转化率增大,但反应速率不一定增大,故D不符合题意;
答案选B。
10.D
【详解】A.若A点达平衡,由于B点温度更高且反应,为放热反应,温度升高平衡逆移,B点CO的转化率应该更小,而B点CO转化率比A点高,则在A点时,反应一定未达到平衡,A错误;
B.温度低于T2时,催化剂1的催化效率比催化剂2高,温度高于T2时,催化剂2的催化效率比催化剂1高,B错误;
C.C点时,两种催化剂催化CO在10min内转化率都为20%,则两种催化剂下反应速率相同,当CO转化率为20%时,该反应的反应速率为,C错误;
D.温度为T2时,CO转化率为20%,则此时CO为0.4mol/L,为0.4mol/L,CO2为0.1mol/L,H2为0.1mol/L ,则此时浓度熵为,此时反应还未达平衡,还在继续向正向进行,则平衡常数,D正确;
故选D。
11.AD
【详解】A. 缩小体积使压强增大,增大了物质的浓度,反应速率加快,A符合题意;
B. 压强不变充入He使体积增大,反应体系中物质的浓度减小,反应速率减小,B不符合题意;
C. 体积不变充入He使压强增大,反应体系中物质的浓度不变,反应速率不变,C不符合题意;
D. 体积不变充入NO使压强增大,增大了物质的浓度,反应速率加快,D符合题意;
故选AD。
12.BC
【分析】漂白粉在溶液中存在平衡:,HClO的漂白能力比ClO-的漂白能力强,故加入某物质,使HClO的浓度增大,漂白能力增强,据此分析解答。
【详解】A.加稀释,HClO的浓度减小,漂白能力减弱,故A错误;
B.加入适量盐酸,消耗OH-,平衡正向移动,HClO的浓度增大,漂白能力增强,故B正确;
C.通入,生成硫酸,消耗OH-,平衡正向移动,HClO的浓度增大,漂白能力增强,故C正确;
D.加少量,OH-浓度增大,平衡逆向移动,HClO的浓度减小,漂白能力减弱,故D错误;
故选BC。
13.AB
【详解】A.依据图2可知反应物能量高,生成物能量低,为放热反应,A正确;
B.物质(1)参与反应过程最后又生成此物质,应为反应催化剂,可改变反应速率,B正确;
C.不同反应历程生成不同中间产物,导致活化能可能不同,但不会改变反应的热效应,C错误;
D.物质(2)生成物质(3)的过程中,有碳碳双键打开发生的不是取代反应,D错误;
故选AB。
14.BC
【详解】A.反应①是慢反应,反应④是快反应,则反应①的活化能大于反应④,故A正确;
B.反应③是快反应,该反应总的反应速率由慢反应反应①决定,故B错误;
C.由反应机理可知,该反应①是IO和SO反应,且为慢反应,而反应④是I2和SO反应,为快反应,由此说明I2和SO反应比IO和SO反应更快,故若预先加入淀粉溶液,由反应过程看必在SO离子消耗完时,才会使淀粉变蓝的现象产生,故C错误;
C.根据得失电子守恒和电荷守恒配平总方程式为:,其中氧化剂是KIO3,反应中KIO3中I的化合价由+5价变为0价,故若反应中有5mol电子转移,则生成碘是0.5mol,故D正确;
故选BC。
15.(1)B
(2) bd 0.25 30%
【详解】(1)A.化学反应过程中元素种类不变、原子数目不变,则化学变化中质量和能量都是守恒的,A正确;
B.由元素守恒可知,CO2和H2生成甲烷的反应中原子利用率不可能为100%,B错误;
C. 由图知,甲醇燃烧等转变为二氧化碳、又可将CO2还原为甲醇,则能有效促进“碳中和”, C正确;
D. 无机物和有机物可以相互转化,D正确;
则说法错误的是B。
(2)①a.反应达到平衡后,正逆反应速率相等,反应仍在进行,处于动态平衡,a错误;
b.使用催化剂是可以增大反应速率,提高单位时间的产量、提高生产效率,b正确;
c.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)为可逆反应,改变条件,可改变CO2的转化率,但不可以100%地转化为CH3OH,c错误;
d.通过调控反应条件,促使平衡右移,即可以提高该反应进行的程度,d正确;
则说法正确的是bd。
②由图知,9min时已达平衡状态,则a=0.25;3~6min内,。
③一开始充入lmolCO2和3molH2,一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),12min末时,n(CH3OH)=0.75mol,n(CO2)=0.25mol,则:,混合气体中CH3OH的物质的量分数为。
④其余条件相同时,反应物浓度大,反应速率快。第3min时反应物浓度比第9min大,则第3min时v正(CH3OH)第9min时v逆(CH3OH)。
16.(1) 反应物浓度减小,反应速率逐渐减小;
(2) 探究温度对反应速率的影响 催化剂类型 260℃
【详解】(1) 。由表中数据可知,O~30s和30s~60s时间段内△c(CO2)分别为、3.00×10-3,反应速率逐渐减慢,其主要原因是随着反应的进行,反应物浓度减小,反应速率逐渐减小,故答案:;反应物浓度减小,反:应速率逐渐减小;
(2)验证不同条件对化学反应速率的影响,用控制唯一变量法,实验Ⅰ、Ⅲ温度不同,实验目的是探究温度对反应速率的影响,故c2为。对比实验Ⅱ、Ⅲ唯一变量是催化剂类型不同,对比实验Ⅱ、Ⅲ,改变的条件是催化剂类型,其它条件相同,故260℃,。故答案为:探究温度对反应速率影响;;催化剂类型;260℃ ;;
17. 0.2
【分析】对于竞争反应,本题同样采取原子守恒法。
【详解】设平衡时CO2 为x mol,H2为y mol,CO为z mol,根据:
C守恒:x+n+z=0.5,H守恒:2y+4n+0.3×2=0.9×2,O守恒:2x+n+0.3+z=0.5×2,
等温等容条件下,气体的压强之比等于物质的力量之比,则,
解得:x=0.2,y=0.2,z=0.1,n=0.2,
平衡后气体的总物质的量:0.2mol+0.2mol+0.2mol+0.3mol+0.1mol=1.0mol
平衡后各物质分压: CO2(g):(0.2/1)P=0.2P;H2(g) :(0.2/1)P=0.2P;CH3OH (g):(0.2/1)P=0.2P;H2O(g):(0.3/1)P=0.3P,
Kp==,故答案为:0.2;。
18.(1) ①⑤或②④ 不同反应物的浓度
(2) 3.0 4.0
(3)
(4)Mn2+的催化作用
(5)B
【分析】探究外界条件对化学反应速率的影响,采用控制变量法,要让此条件成为唯一变量,其他条件完全相同。
【详解】(1)其他条件不变,探究温度对化学反应速率的影响时,要让浓度保持一致,温度成为唯一变量,实验①⑤浓度相同,实验②④浓度也相同,因此可选实验①⑤或②④;实验①、实验②和实验③的温度相同,浓度不同,因此探究的是浓度对化学反应速率的影响;
(2)由实验1可知总体积为(3.0+2.0+2.0+3.0)mL=10.0mL,则实验2、3中总体积为10.0mL,所以表中,;
(3)由实验1中数据可知,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为;
(4)该反应在溶液中进行,所以温度升高、浓度变大、加入催化剂会使反应速率增大,反应过程中反应物的浓度是不断减小的,所以一定不是浓度的影响,题目给的猜想是温度的影响,所以原因还可能是催化剂,而开始时反应速率小,不久后增大,说明催化剂是反应过程中生成的,所以速率增大的原因可能是Mn2+的催化作用;
(5)因为猜想是Mn2+的催化作用,且不能再引入新的离子,所以可以在反应一开始时加入硫酸锰,所以选B。
19.(1)Y(g)+X(g) 2Z(g)
(2)①③
(3)3.75
(4)AC
(5) a < b< c 2:1
(6) 高温 降低
【详解】(1)由图可知,Z为生成物,平衡时Z的生成量为1.58mol,Y为反应物,平衡时的变化量1mol-0.21mol = 0.79mol,反应前后气体总质量不变,达平衡后,若其他条件不变将容器体积缩小至原来一半,其气体平均摩尔质量不变,则反应前后混合气的物质的量不变,故方程式为Y(g)+X(g) 2Z(g);
(2)①降低温度,反应速率减慢,故①正确;
②增加X的物质的量,反应物浓度增大,反应速率加快,故②错误;
③保持压强不变,充入He使容器的体积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢,故③正确;
④保持容积不变,充入He使体系压强增大,反应物浓度变不变,反应速率不变,故④错误;故答案为①③;
(3)反应的化学方程式为,由图可知,反应开始至2 min末,甲醇的生成量为5mol,则氢气的反应量为15mol,以H2的浓度变化表示该反应的平均速率为;
(4)A. 单位时间内消耗1molCO2,同时生成1molCH3OH,均表示正反应速率,不能判断反应是否达到平衡状态,故A符合;
B. H2的物质的量保持不变,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故B不符合;
C. 密闭容器中不发生变化时,无法判断正逆反应速率是否相等,不能判断反应是否达到平衡状态,故C符合;
D. 密闭容器内气体压强不发生变化时,容器内混合气体的总物质的量不变,反应达到平衡状态,故D不符合;
故答案为AC;
(5)CO的充入量增加,平衡正向移动,NO2转化率变大,故a、b、c三点NO2转化率由小到大的顺序为a < b< c;b点平衡时氮气的体积分数最大,反应物按方程式的计量系数比充入,故b点时的投料4:2=2:1;
(6)①反应,达到平衡后,降低温度,混合气体颜色变浅,平衡正向移动,反应正向放热,若需要测定NO2的相对分子质量,为了测定更准确,应使平衡逆向移动,则需要的外界条件为高温;
②该反应达到平衡时,向恒容密闭容器中通入一定量NO2,相当于对原平衡加压,加压,平衡正向移动,则再次达到平衡时,NO2的物质的量分数将降低。

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